Физиология щитовидной железы
Основная функция щитовидной железы - синтез содержащих йод Т4 и Т3 . Участие в синтезе тиреоидных гормонов - это единственно известная физиологическая роль йода . Дети грудного возраста должны получать не менее 30 мкг/кг йода в сутки, старшие дети - 70-120 мкг/сут, а подростки и взрослые - 150 мкг/сут. В Северной Америке суточное потребление йода колеблется от 240 до более 700 мкг. Между 1970-ми и 1990-ми годами среднее потребление йода в США снизилось примерно в 2 раза. В какой бы химической форме йод ни постулат в организм, щитовидная железа поглощает его только в форме йодида . Йодид продолжает поступать в щитовидную железу до тех пор, пока градиент ее концентраций между тироцитами и плазмой не превысит 100:1. Поглощенный йод направляется в просвет фолликулов, где образуются тиреоидные гормоны. Транспорт йода через клеточную мембрану тироцитов осуществляется особым белком-переносчиком одновременно с натрием ( Na/I-симпортер ); ген этого белка клонирован.
В реакцию с тирозином вступает окисленный йодид. Эта реакция катализируется йодидпероксидазой . Основной синтезируемый тироцитами белок тиреоглобулин содержит примерно 120 остатков тирозина . При их йодировании образуются монойодтирозины и дийодтирозины , Конденсация двух молекул дийодтирозина приводит к образованию Т4 , а при конденсации одной молекулы дийодтирозина с одной монойодтирозина образуется Т3 . Эти гормоны остаются в составе тиреоглобулина и запасаются в просвете фолликула ( коллоиде ), пока не поступят в клетку.
Тиреоглобулин представляет собой крупный глобулярный гликопротеид с молекулярной массой около 660 кДа. У большинства здоровых людей он обнаруживается в крови в нанограммовых количествах. При активации протеаз и пептидаз из тиреоглобулина высвобождаются Т4 и Т3.
Метаболическая активность Т3 в 3-4 раза выше активности Т4 . Щитовидная железа вырабатывает за сутки примерно 100 мкг Т4 и 20 мкг Т3. Из присутствующего в крови Т3 на долю непосредственного секретируемого щитовидной железой гормона приходится лишь 20%, остальное его количество образуется в печени, почках и других периферических тканях при дейодировании Т4 под действием 5'-дейодиназы типа I . Активным центром дейодиназ йодтиронинов является селенцистеин . Таким образом, селен принимает косвенное участие в регуляции роста и развития организма. Около 80% необходимого для гипофиза и головного мозга Т3 образуется местно из Т4 под действием 5'-дейодиназы типа II . У плодов крыс, несмотря на очень низкую концентрацию Т3 в плазме, его уровень в головном мозге почти не отличается от такового у зрелых особей. Содержание Т3 в крови в 50 раз меньше, чем Т4, но именно Т3 принадлежит основная физиологическая роль.
Тиреоидные гормоны повышают потребление кислорода, стимулируют синтез белка, влияют на рост и дифференцировку тканей, а также на обмен углеводов, липидов и витаминов. Свободные гормоны проникают в клетки, где Т4, дейодируется, превращаясь в Т3. Внутриклеточный Т3 поступает в ядро и связывается с рецепторами тиреоидных гормонов . Эти рецепторы принадлежат к суперсемейству рецепторов стероидных гормонов , куда входят рецепторы глюкокортикоидов , рецепторы эстрогенов , рецепторы прогестерона , рецепторы витамина D и рецепторы ретиноидов . В разных тканях синтезируются четыре разные изоформы рецепторов тиреоидных гормонов - альфа1, альфа2, бета1 и бета2. В мозге и гипоталамусе альфаа2-рецептором является белковый продукт гена THRA2 (который раньше называли протоонкогеном c-erb A) .
Рецепторы тиреоидных гормонов состоят из домена, связывающего лиганд (Т3), шарнирного участка и ДНК-связывающего домена ( цинкового пальца ). Связывание Т3 рецептором приводит к активации гормончувствительного регуляторного элемента ДНК. В результате происходит синтез специфических мРНК и белков.
Таким образом, один гормон (Т4) действуя в различных тканях через тканеспецифнчные изоформы рецепторов тиреоидных гормонов и специфичные для разных генов гормончувствительные регуляторные элементы, вызывает разнообразные эффекты.
Примерно 70% присутствующего в крови Т4 находится в прочном комплексе с тироксинсвязывающим глобулином . К менее важным транспортным белкам относится тироксинсвязывающий преальбумин, называемый транстиретином , и альбумин . На долю свободного Т4 в сыворотке крови приходится всего 0,03% гормона. В комплексе с тироксинсвязывающим глобулином находится и около 50% присутствующего в крови Т3; почти все остальное его количество связано с альбумином, и на долю свободного Т3 приходится 0,3%. Поскольку при многих клинических состояниях концентрация тироксинсвязывающего глобулина меняется, трактовка сдвигов в содержании Т4 или Т3 требует учета уровня этого белка.
Смотрите также:
